题目内容


甲醇是一种可再生燃料。在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示。

(1)该反应的△H         0 (填>、<或=)

(2)300℃时,0-t1  min内 CH3OH的平均生成速率为               

(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有_________         。(填字母)

A.缩小容器体积         B.降低温度    

C.升高温度             D.使用合适的催化剂    

E.甲醇从混合体系中分离出来    

(4)300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,试计算300℃下,该反应的平衡常数(写出计算过程,保留两位有效数字)

(5)工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式                           。


【知识点】化学平衡的移动、化学平衡的计算、热化学方程式的书写  G2  F2

【答案解析】

  (1)<   (2)n1/2t1  mol·L-1·min-1         (3)ABE

(4)                            CO(g)+2H2(g)CH3OH

 起始物质的量浓度(mol·L-1)   1.0     1.5       0

 转化物质的量浓度(mol·L-1)   0.25    0.5      0.25

 平衡物质的量浓度(mol·L-1)   0.75    1.0      0.25

(5)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)  △H=-49.5KJ/mol

解析:(1)根据图像500℃比300℃平衡时甲醇的物质的量小,说明升高温度平衡向逆向移动,正反应是放热反应,该反应的△H<0;

(2)300℃时,0-t1  min内 CH3OH的平均生成速率为: mol·L-1·min-1 

(3)若要提高甲醇的产率,也就是使平衡正向移动,可采取的措施有:加压、降温、减小甲醇的浓度,而升高温度平衡逆向移动,甲醇的产率降低,使用催化剂平衡不移动。所以选ABE。

(4)利用三段式计算平衡时反应物及生成物的浓度,代入平衡常数表达式即可。

(5)根据440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,计算44g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出49.5kJ的热量,该反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)  △H=-49.5KJ/mol

【思路点拨】本题考查了化学平衡的移动、化学平衡的计算、热化学方程式的书写,难度不大。


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